化學系
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國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年,最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資,授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人,另外尚有與中央研究院合聘教授3位,在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外,本系另有助教13位,職技員工1位,協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面,大學部現實際共322人,碩士班現實際就學研究生共174人,博士班現實際就學共55人。
本系一向秉持著教學與研究並重,近年來為配合許多研究計畫的需求,研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外,本系提供研究生獎助學金,研究生可支領助教獎學金(TA)、研究獎學金(RA)和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金(fellowships)。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。
本校圖書館藏書豐富,除了本部圖書館外,分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊,西文期刊合訂本有911餘種期刊,將近約3萬冊。此外,西文現期期刊約450種,涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路,將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能,納入圖書館資訊系統中,並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index,Chemical Citation Index,Chemical Abstracts,Beilstein,MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。
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Item 一價銠金屬催化具高鏡像選擇性之不對稱串聯反應:合成掌性二氫萘胺(2023) 鍾宜庭; Chung, Yi-Ting本論文敘述使用一價銠金屬與掌性雙環[2.2.1]雙烯配體L6a所形成的催化劑,催化𝛽-位具有不同取代基的酯化合物54與不同乙腈芳基硼酯24,進行不對稱串聯合環反應。在最優化條件下,生成一系列具有二氫萘胺結構之環化產物55,共有29個例子,具有最高79%的產率與高達99%的鏡像超越值。此外,以鈀金屬對乙醯基產物58aa的亞胺雙鍵進行氫化反應,可生成具有連續三個掌性中心的產物71,產率、鏡像超越值以及非鏡像異構物比例皆有良好的表現(95% yield, 96% ee, d.r.> 20:1)。Item 一價銠金屬催化具鏡像選擇性串聯環化:以配體效應控制銠金屬1,2-重排合成掌性2-茚酮(2023) 吳彥勳; WU, Yen-Hsung本論文敘述利用一價銠金屬與軸掌性雙膦配體(S)-BINAP (L1) 所形成之催化劑,催化不同的芳基硼酯34與反丁烯二酸二酯化合物32進行不對稱的串聯環化反應,獲得一系列具有2-茚酮(2-indanone)結構之掌性化合物35,共有19個例子,產率最高達93%,鏡像選擇性則是最高達89% ee,且改使用順丁烯二酸二甲酯(32b’)進行反應時,結果與反丁烯二酸二甲酯(32b)相同,並透過推測之反應機構證明其可能原因。在催化循環中的關鍵步驟為1,2-銠金屬轉移(1,2-rhodium shift)反應,透過氘標記反應實驗證明得到的產物35是經由1,2-銠金屬轉移反應。Item 利用一價銠金屬催化芳基格任納試劑進行1,4-位移與具有高鏡相選擇性之去對稱化反應(2023) 陳奕璇; CHEN, YI-HSUAN本論文研究主題為探討使用一價銠金屬以及雙膦配基(S)-L10a形成之催化劑,於溫度30 °C下,進行芳基格任亞試劑93分子內去對稱化反應。其經由銠金屬的1,4-轉移及β-烷氧基脫去反應生成掌性含末端烯類化合物94,有21個例子,其產率為10-99%,鏡像選擇性介於75%至99%。此外,本文藉3個氫氘標記實驗深入探討其反應機構。有別於大部分文獻探討銠金屬經1,4-轉移後形成之中間體再進行加成反應的應用,本篇為透過銠金屬催化劑1,4-轉移之特性進行分子內去對稱化反應,並首度達到銠金屬由芳基銠中間體轉移至烷基銠中間體並生成高產率及高鏡像選擇性之末端烯類化合物,在藥物及材料之合成開發有其運用性。Item 一價銠金屬催化芳香基硼酯與降冰片烯衍生物進行不對稱串聯合環反應(2022) 郭瑀潔; Kuo, Yu-Chieh本論文敘述利用一價銠金屬及掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L12i所形成之催化劑,催化不同芳基硼酯59與降冰片烯(norbornene)衍生物37進行不對稱合環反應,得到一系列具有茚烷(indane)結構之掌性環化產物60,產率為13–>99%,鏡像超越值為12–99%。此反應的驅動力為環張力能量之釋放,不僅建立了兩個新的碳-碳鍵,也同時生成三個連續的立體中心。此外,本文也探討了具有張力之雙鍵與在烯丙位具有離去基之雙鍵兩者的反應性差異。Item 一價銠金屬催化氮-苄基之3-硝基吡啶胺鹽進行不對稱芳基化反應(2022) 黃俊傑; Huang, Jun-Jie本篇論文探討使用一價銠金屬與掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L1所形成的催化劑,反應溶劑使用甲醇,反應溫度為70 ℃,催化3-硝基吡啶胺鹽(3-nitropyridinium salts,1)與四芳基硼鈉2進行不對稱1,2加成反應,生成一系列2號位具有芳基取代的掌性1,2-二氫吡啶3。共有21的例子,產率17–87%,鏡像超越值為50–98%。值得注意的是:將吡啶胺鹽的3號位取代基更換成酯基、氰基皆有不錯的成果,共有4個例子,產率59–80%,鏡像超越值為74–98%。此舉也提升了未來應用的可能性。另外,使用2號位具有苯基取代的掌性1,2-二氫吡啶3aa,進行硝基還原反應、還原胺化反應及氫化反應,可以順利合成組織胺H1受體拮抗劑的藥物10Item 一價銠金屬催化具鏡像選擇性之分子內1,4-加成反應:合成3-芳基-1-二氫茚酮(2022) 陳承威; Chen, Cheng-Wei本篇論文敘述使用一價銠金屬及含有醯胺取代的掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L2h所形成之催化劑,以1,4-二噁烷為溶劑,反應溫度為100 ℃,使用1 M碳酸氫鈉水溶液作為添加劑,針對含有α,β-不飽和烯酮之芳基硼酯化合物1進行不對稱分子內1,4-加成反應,生成一系列掌性3-芳基-1-二氫茚酮產物2。總共有27個例子,產率最高達到98%,鏡像超越值最高則是達到99%。另外,利用3號位置具有芳基取代的掌性1-二氫茚酮化合物2g進行非鏡像選擇性酮基還原反應及胺化反應,可以順利合成(+)-Indatraline [(+)-7]藥物,兩步產率分別為77%及54%。Item 一價銠金屬催化氮-甲氧羰基之1,2-二氫吡啶進行不對稱氫芳基化反應(2021) 林羽宣; Lin, Yu-Hsuan本篇論文探討使用一價銠金屬及掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L3c及L11a所形成之催化劑,使用環戊基甲基醚為溶劑,甲醇為質子添加劑,反應使用1,2-二氫吡啶14及四芳基硼鈉15為起始物於80 ℃反應24小時進行不對稱加成反應,生成一系列3號位具有芳基取代的掌性1,2,3,4-四氫吡啶產物16及少量四號位加成產物59之混合物,混合產率18–88%,可單獨鑑定主產物16之鏡像超越值為60–96%。另外,利用掌性1,2,3,4-四氫吡啶化合物(R)-16af及(R)-16bf經雙鍵還原及去保護反應成功得到(+)-Preclamol [(+)-4] 前驅物17,兩步總產率為兩步總產率為27%及46%。Item 第一部分. 分子內威悌反應策略進行多種雜環之多樣性導向合成及吡唑啉酮/噻唑酮衍生物之β-醯化反應 第二部份. 透過3-高醯基香豆素及不飽和吡唑啉酮經有機催化 (3+2) 環化反應進行螺環吡唑啉酮之不對稱合成(2020) 旁柯吉; Pankaj Vijayrao Khairnar第一部分: 本部分分為三個章節,以Wittig反應的發展與應用為主軸,內容涵蓋以分子內Wittig反應建構五、六、七員環分子之方法學開發,並且可以應用於多樣性導向合成。此外,完成以有機膦試劑催化反應於不飽和雙鍵系統β位置建構碳-碳單鍵之方法開發,此類直接在α或β位置直接建構碳–碳單鍵的反應為數不多,亦可以顯示有機膦試劑在合成上的廣用性。 第一章: 此章節以α-鹵代酮腙 (α-halohydrazone)、α-鹵代酮肟 (α-haloketoxime) 分別製備為有機鏻鹽,接續以分子內Wittig反應合成三取代吡唑、雙取代異噁唑衍生物之方法開發。此外,我們也將反應延伸應用至化學選擇性的Wittig反應,經反應條件優化後,可以溶劑調控其多樣性導向合成,分別製備經重排反應的異噁唑及4H-苯並吡喃衍生物,以延伸至多樣性導向合成之應用。 整體而言,可以一個共同的合成策略建構三種不同的雜環分子,並且以多種分析工具與控制實驗進行反應機制的探討與驗證。 關鍵詞:威悌反應、化學選擇性、多樣性導向 第二章: 本實驗室長期致力於開發以不飽和羰基化合物進行分子內Wittig反應建構雜環化合物的方法學開發,在反應中添加有機膦試劑以良好的區域選擇性做加成反應生成磷–兩性離子或有機鏻鹽,接續以分子內Wittig反應進行合環。而本章節延續本實驗室的研究主題,以α, β, γ, δ -不飽和吡唑 (α, β, γ, δ -Unsaturated Pyrazolones) 作為起始物進行多樣性導向合成螺環吡唑啉酮、1H-㗁呯[2,3-c]吡唑衍生物。 在此合成方法中,由有機膦試劑進行1,6加成反應得到七員環–betaine中間體,在調控反應條件後可以引導出不同的產物,一路徑會進行非預期的δ-碳-醯化/環化/分子內Wittig反應得到螺環吡唑啉酮衍生物,而在較大立體障礙的官能基條件下則會直接進行分子內Wittig反應得到七員環–1H-㗁呯[2,3-c]吡唑衍生物。 以控制實驗與實驗數據的對照可以證明不同位向betaine中間體在影響反應的選擇性扮演極重要的角色,由醯氯試劑所提供的立體效應與溶劑的優化,可以使反應經碳–氧鍵的斷鍵或是直接進行Wittig反應導向不同的兩種產物,進而增進對反應機制的了解。 關鍵詞:威悌反應、1,6-加成、δ位-碳醯化、多樣性導向 第三章: 本章節討論以有機膦試劑催化直接合成β-醯化吡唑啉酮和噻唑酮的合成方法開法,可以在溫和有效的條件下合成官能化的β-取代的吡唑啉酮和噻唑酮衍生物,且具有良好的官能基耐受性。我們的研究成果也顯示以帶有雜環的醯化試劑則會使產物吡唑啉酮和噻唑酮可使生成E / Z異構物。另外,也成功以克級反應製備吡唑啉酮和噻唑酮,以增進本方法之應用價值與廣用性。 關鍵詞:β-醯化反應、1,4-加成、有機膦、吡唑啉酮衍生物、噻唑酮衍生物 第二部分: 本部分以一個章節探討環化加成反應對於有機催化的重要性,特別是以1,3-偶極體進行環化加成反應建構含多個立體中心的複雜全碳環狀分子,可以突顯有機不對稱催化在合成上的應用價值。 第四章: 本章節顯示了以α, β-吡唑啉酮與3-高醯基香豆素進行麥可-麥可串聯反應,製備(3+2)環化加成反應之產物–一系列具有五個連續立體中心的香豆素/吡唑啉酮稠合的螺環戊烷化合物,可以有機鹼催化劑控制不對稱合成,具有優異的產率與鏡像選擇性,並且以單晶繞射對其絕對立體組態進行驗證。 關鍵詞:(3+2)環化加成反應、3-高醯基香豆素、1,3-偶極體、螺環戊烷、鏡像選擇性Item 一價銠金屬催化α-酮酯進行具鏡像選擇性的烯丙基化反應:合成4’-芳基-2’,3’-二去氧核苷類似物(2020) 楊玉珠; Yang, Yu-Chu本論文敘述利用一價銠金屬及掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L8k配位形成之催化劑催化不同的烯丙基硼酸頻哪醇酯試劑14對α-酮酯7進行不對稱1,2-加成反應,以最優化條件進行反應,成功合成出一系列的掌性三級高烯丙醇2和71,產率高達>99%,鏡像超越值高達98%,非鏡像異構物比例高達>20:1。 此外,以加成產物2qa經5個步驟可得到掌性內酯ent-88,總產率為85%,再利用已知的方法能夠合成出具有抗HIV及抗癌活性的核苷類似物。Item 一價銠金屬催化氮-對甲苯磺醯基之1,2‐二氫喹啉進行不對稱氫芳基化反應(2020) 黃思穎; Huang, Szu-Ying本篇論文探討一價銠金屬試劑與掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L2a形成之催化劑,於溫度100 ℃且使用環戊基甲基醚為溶劑,並加入甲醇為添加劑的條件下,催化1,2‐二氫喹啉或2H-色原烯12與四芳基硼鈉13進行不對稱加成反應,得到一系列3號位具芳香基之掌性1,2,3,4-四氫喹啉或3號位具芳香基之掌性色原烷14,產率為10–92%,鏡像超越值為87–99%。此外,利用掌性1,2,3,4-四氫喹啉化合物14mh進行去甲基反應及利用掌性1,2,3,4-四氫喹啉化合物14nn經由宮浦硼酸化 (Miyaura borylation)與氧化反應可合成目標產物雌激素乙型受體促效劑 ((R)-3),前者產率為86%,後者兩個步驟的總產率為52%。